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BR-TRENDEXPERT: UMA APLICACAO DE AUXILIO A ANALISE DEINCIDENTES INDUSTRIAIS

Jose V. A. de Souza∗, Juliano R. S. de Araujo∗, Danilo C. de Souza∗, Luiz A. H. G. deOliveira∗, Kaku Saito∗

∗Laboratorio de Informatica Industrial, Departamento de Engenharia da Computacao e Automacao,Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN, Brasil

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Abstract— Nowadays, there is a huge demand for Technologies that aid to identify and analyze occurrences offailures and incidents in industrial processes. To conduct this analysis, a study is usually performed by checkingprocess variables, alarms and events data. However, this task is rather difficult when the objective is to integrateand correlate those information, each one stored in a different server. Therefore, this paper presents a tool aimedto facilitate and improve the process historical data analysis of an industrial plant. Such application, calledBR-TrendExpert, was developed with the purpose of integrate data contained in several different databases,correlate them and finally display them in a clear and accurate way for the user to perform the diagnosis. Thus,this paper focuses on describing its features and its practical use.

Keywords— diagnostic system, operational safety, industrial incidents, operational reliability, industrial au-tomation.

Resumo— Atualmente, ha uma enorme demanda a tecnologias que auxiliem a identificar e analisar ocorrenciasde falhas e incidentes em processos industriais. Para realizar a analise, normalmente estuda-se o historico deservidores de alarmes, eventos e variaveis de processo. No entanto, esta tarefa e bastante dificultada quandoobjetiva-se integrar a informacao contida nesses servidores. Neste fim, o presente artigo apresenta uma ferramentaque visa facilitar e aperfeicoar a analise de dados historicos de uma planta industrial. Tal aplicacao, o BR-TrendExpert, foi desenvolvido com intuito de integrar as informacoes contidas em diversos bancos de dados,correlaciona-las e apresenta-las de forma clara e precisa ao usuario que interpretara e realizara o diagnostico.Assim o artigo foca-se em descrever as suas funcionalidades e sua utilizacao pratica.

Palavras-chave— sistema de diagnostico, seguranca operacional, incidentes industriais, confiabilidade opera-cional, automacao industrial.

1 Introducao

“Automacao (do ingles Automation) e um sistemaautomatico de controle pelo qual os mecanismosverificam seu proprio funcionamento, efetuandomedicoes e introduzindo correcoes, sem a inter-ferencia do homem” (de Holanda Ferreira, 1993).

E fato que o campo da automacao industrial euma area que vem passando por grandes evolucoesdesde o seculo XX. Com ela, foi possıvel otimizarprocessos, antes realizados de forma manual, au-mentando consideravelmente a produtividade dasindustrias (Leitao, 2008).

No entanto, com o aumento cada vez maiorde maquinas em campo, ha a necessidade de am-pliar a confiabilidade de tais sistemas, de formaque o operador da planta possua uma visao ge-ral, simples e detalhada de todo o processo. Comessas informacoes, ele podera identificar qualquerpossıvel anormalidade e tomar uma acao corretivarapidamente.

A dimensao disto torna-se mais impactantequando se verifica casos reais, como nos even-tos das plataformas Alexander Kielland, PiperAlpha e do blowout de Ekofisk Bravo, relatadosna literatura (Supple, 1983; Shallcross, 2013; Fis-cher, 1978). A ocorrencia de incidentes resultaem uma investigacao e analise detalhada em re-

lacao a todos os aspectos e fatores relacionadosao processo em questao. O objetivo e integrar ecorrelacionar diversas fontes de dados a fim de seobter as verdadeiras causas-raızes do problema.

Portanto, aplicacoes que visam a melhoria dediagnosticos de incidentes industriais sao de ex-trema importancia em processos industriais. As-sim, com o objetivo de melhorar a confiabilidadee eficiencia dos procedimentos de analise de in-cidentes industriais, faz-se uso de sistemas com-putacionais que facilitem tal processo (Habibi eHollifield, 2006).

Atualmente ha diversos sistemas disponıveisno mercado dedicados a apresentar informacoessobre o historico de alarmes e eventos ou varia-veis de processo. Mas isso ocorre de forma iso-lada, de forma que caso o operador deseje mes-clar os dados de duas ou mais fontes distintas eledeve fazer isso de forma manual. Tal tarefa e bas-tante ardua e torna-se inviavel, quando tem-se queoperar com uma quantidade muito grande de da-dos (Lima, 2012). Baseando-se nesse contexto eno fato que uma das melhores formas de se evi-tar novos incidentes e avaliando e identificando ascausas de incidentes passados, e que a aplicacaoBR-TrendExpert sera apresentada.

Assim, este artigo encontra-se organizado daseguinte maneira: na Secao 2, e apresentado uma

Anais do XX Congresso Brasileiro de Automática Belo Horizonte, MG, 20 a 24 de Setembro de 2014

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fundamentacao teorica sobre seguranca operacio-nal em plantas industriais; na Secao 3, e apre-sentada a arquitetura da ferramenta proposta; naSecao 4, e apresentado um estudo de caso de umaaplicacao real da ferramenta; e na Secao 5, e apre-sentada as principais conclusoes do trabalho.

2 Seguranca Operacional

O aspecto da seguranca operacional em processosindustriais e um assunto bastante discutido pelaalta administracao das empresas. Em um con-texto de alta competitividade e sustentabilidade,a ocorrencia de um acidente de grandes dimensoespode impossibilitar a continuidade das operacoesde uma companhia. Assim, processos mais segu-ros sao exigidos pela comunidade e pelos orgaosgovernamentais, tornando o emprego de novas tec-nologias fundamentais.

O rapido crescimento no numero de refinariase plantas quımicas industriais tem provocado umaumento nos riscos de grandes acidentes nos ulti-mos anos (Shin, 2013). Motivado por estes aspec-tos, o completo entendimento dos riscos envolvi-dos na operacao de processos e a consequente re-ducao das ocorrencias e dos impactos causados saode grande interesse principalmente para as gran-des corporacoes, uma vez que pode por em riscouma quantidade material e pessoal de proporcaomuito maior, em relacao a pequenas industrias.

Um estudo classico da literatura — adaptadodo trabalho de Kleindorfer et al., 2012, apresen-tado na Figura 1 e conhecido como “safety pyra-mid” (piramide de seguranca) — apresentou que,em incidentes adversos, a grande maioria resultaem pouco ou nenhum impacto significante, taiscomo perda de producao ou danos aos equipamen-tos. A estatıstica de tais incidentes e represen-tado pelos numeros em cada classe da piramide.Porem, a ocorrencia de incidentes mais graves —representados pelas classes mais altas da piramide— resultam em danos pessoais e materiais, impac-tos ambientais e significativas perdas de producao.

• Grande acidente1

• Perda menor10

• Danos a propriedade30

• Desvios operacionais600

Figura 1: Piramide de seguranca.

Desta forma, a investigacao e analise de in-

cidentes sao elementos crıticos da area de geren-ciamento da seguranca. O principal proposito detal investigacao e, ao se nao conseguir prever ouevitar a ocorrencia de determinadas situacoes derisco, analisar detalhadamente todos os fatores easpectos que levaram o presente processo aqueledeterminado desvio operacional. Ao se conheceros elementos que contribuem para a ocorrenciadestas anormalidades, a deteccao e prevencao detais situacoes de risco se torna uma tarefa maisplausıvel e eficiente.

3 Ferramenta Proposta

Sabendo-se que uma forma de se evitar novos inci-dentes e identificando as causas de incidentes pas-sados, propos-se o densevolvimento da aplicacaodo BR-TrendExpert. No BR-TrendExpert, e pos-sıvel realizar a analise de incidentes cruzando osdados do historico de alarmes, eventos e variaveisde processo de uma planta industrial, gerando gra-ficos e relatorios detalhados e de facil interpreta-cao por parte do operador. O principal diferencialda aplicacao e permitir ao usuario configurar di-versos cenarios para a analise de incidentes e in-tegrar informacoes de diferentes fontes de dados,de forma simples, facil e ergonomica, exigindo dousuario apenas um conhecimento basico de infor-matica. Assim, afim de facilitar o entendimento,esta secao encontra-se dividida em 4 subsecoes.Na subsecao 3.1, sera apresentada a arquiteturadesta ferramenta. Ja nas proximas subsecoes, se-rao apresentados os diversos modulos da aplica-cao.

3.1 Arquitetura da aplicacao

Visando um ambiente de facil utilizacao e con-figuracao aos usuarios, a arquitetura do BR-TrendExpert encontra-se dividida em tres modu-los: o modulo de configuracao, o modulo de vi-sualizacao e o modulo de relatorio. No primeiro,concentra-se toda a interface de configuracao daaplicacao, onde o usuario monta todo o cenario debusca, selecionando o perıodo a ser analisado, asvariaveis de processos e/ou alarmes e eventos. Nasegunda, disponibiliza-se toda a interface de visu-alizacao e integracao dos dados, onde o operadorpode ter uma visao simples, de facil interpretacao,e ao mesmo tempo detalhada de toda a analise de-sejada. Por fim, o modulo de relatorio possibilitaa criacao de um documento contendo todos os da-dos relevantes da analise realizada. Nessa mesmaordem, esses tres modulos serao apresentados commais detalhes nas subsecoes 3.2, 3.3 e 3.4.

A Figura 2 representa a arquitetura do sis-tema. A aplicacao obtem todas as informacoesnecessarias para a analise a partir de uma fontede dados externa, apresentado em (1) na figura.Em (2), esses dados sao disponibilizados no mo-


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Módulo de Configuração

Fontes de Dados(variáveis de processo, alarmes e eventos)

Módulo de Visualização

Módulo de Relatório

BR-TrendExpert

1

2

3

4

Figura 2: Arquitetura proposta.

dulo de configuracao, onde o usuario filtrara ape-nas aqueles os quais o interessa. Na indicacao (3),o modulo de visualizacao obtem todas as infor-macoes provinientes do modulo de configuracao ese responsabiliza por construir todo o ambientepara interpretacao e apresentacao dos resultados.E caso deseje, em (4), o usuario podera gerar umrelatorio sobre o incidente. Este relatorio consisteem um documento no formato PDF com graficose tabelas gerados pela ferramenta.

3.2 Modulo de Configuracao

Para o modulo de configuracao, foi implementadauma interface que visasse a montagem de buscascomplexas e detalhadas de forma simples e ergono-mica para o usuario. O processo de configuracaode uma analise e realizado em 5 passos, como podeser visto na Figura 3. Para uma melhor compreen-sao, foram inseridas numeracoes na imagem paraidentificar onde e realizada cada etapa.

No primeiro passo, o usuario informa ao sis-tema o intervalo de tempo que ele deseja que abusca seja realizada. Essas informacoes sao inse-ridas nos campos de data disponibilizados no pai-nel nomeado “Perıodo”, (1) na figura. Nas abasinferiores, numeradas de (2) a (5), contem paineispara selecao e filtragem de dados e apresentacaode elementos graficos que constituem os proximospassos da configuracao. No segundo passo, o usua-rio seleciona os servidores de dados historicos queele deseja coletar informacoes. Ele pode selecio-nar um servidor de variaveis de processos e umou mais servidores de alarmes e eventos. Isso efeito na aba “Servidores”, apresentado em (2). Noterceiro passo, realiza-se a selecao das variaveis deprocessos que serao exibidas em graficos, apresen-tado em (3) da Figura 3. O usuario pode selecio-nar uma ou mais variaveis de processos para seremexibidas, alem disso, ele pode optar por agrupa-

Figura 3: Modulo de configuracao do BR-TrendExpert.

las em um mesmo grafico ou em graficos diferentes,dependendo do que mais facilitara a sua analise.Uma situacao em que o operador poderia optarpor agrupar mais de uma variavel em um mesmografico, seria no caso em que tais variaveis possuıs-sem algo em comum, como o monitoramento deum mesmo equipamento da planta, por exemplo.Afim de diferenciar as variaveis de processo, a fer-ramenta atribuira cores diferentes para cada umadelas. A aplicacao tambem permite que o usuariopersonalize esta atribuicao de cores da forma quemais lhe agradar. Na Figura 3, e possıvel visu-alizar a definicao de dois graficos com diferentesvariaveis e cada uma delas com a sua respectivacor.

Depois, na aba “Histograma de alarmes” (4),e possıvel configurar o ambiente pra exibir um his-tograma com os dados dos alarmes dos servidores.E por ultimo, na aba “Sumario de alarmes e even-tos”(5), configura-se a exibicao de uma tabela comas informacoes de todos os alarmes e/ou eventosdos servidores em ordem cronologica. Vale sali-entar que tanto para o histograma quanto parao sumario, e possıvel configurar filtros que seraoaplicados na busca nas fontes de dados de alar-mes e eventos selecionadas. A utilizacao de filtrose bastante util quando o usuario pretende visu-alizar apenas os dados relacionados com o inci-dente. Para realizar a filtragem, o usuario poderautilizar todos os atributos dos alarmes e eventos,tais como: unidade, estacao, categoria e tipo. Fi-nalmente, salva-se as modificacoes realizadas e ocenario montado e configurado e enviado para omodulo de visualizacao.


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Assim, atraves desse modulo, e possıvel com-parar informacoes e situacoes para analise histo-rica de dados. Adicionalmente, ve-se a comodi-dade que a aplicacao oferece ao operador de in-tegrar informacoes de diversas fontes diferentes,realizando de modo eficiente e pratico uma tarefaantes realizada de forma manual.

3.3 Modulo de Visualizacao

O modulo de visualizacao e apresentado na Figura4. Este modulo e dividido basicamente em duastelas onde uma apresentara a analise grafica dasvariaveis de processos, juntamente com o histo-grama de alarmes e a outra mostrara uma tabelacontendo a lista de alarmes e eventos e suas infor-macoes. A apresentacao desses elementos graficosna tela, dependera obviamente da configuracao re-alizada anteriormente pelo usuario no modulo deconfiguracao.

Na Figura 4, nota-se que a tela de visualizacaoe bastante rica de informacoes, contendo variastabelas e graficos. As variaveis de processos e osalarmes sao plotados em funcao do tempo, numamesma escala. No caso das variaveis, o eixo verti-cal apresenta o valor da variavel em um tempo Tqualquer, permitindo ao usuario acompanhar suaevolucao com o tempo. Quando duas ou mais va-riaveis sao agrupadas num mesmo grafico, insere-se um eixo vertical adicional de mesma cor da fun-cao da variavel, afim de nao mesclar escalas dedimensoes diferentes. O histograma de alarmes eapresentado em outro grafico, no entanto, agorao eixo vertical apresenta a quantidade de alarmesque aconteceram no perıodo delimitado por cadafaixa vertical do histograma.

A ferramenta possibilita ao usuario a identifi-cacao dos valores de processo e da quantidade dealarmes em um determinado instante. Para isso,desliza-se o cursor sobre os graficos e a aplicacaoexibe os seus valores instantaneos para o pontoem que o usuario posicionou o cursor. Essas in-formacoes sao apresentadas em uma tabela, logoabaixo dos graficos, que e atualizada toda vez queo cursor muda de posicao. No lado direito da Fi-gura 4, ha uma tabela que apresenta o sumariode alarmes e eventos. Ela contem a lista de in-formacoes dos alarmes e eventos que aconteceramno perıodo especificado. Uma outra comodidadeapresentada pelo BR-TrendExpert e permitir fazera correspondencia das informacoes que sao apre-sentadas nos graficos e no sumario atraves de ummarcador de perıodo, o slider. Quando o usuariodelimita um perıodo de tempo com este elemento,toda regiao delimitada nos graficos fica averme-lhada. O mesmo acontece com os dados do suma-rio de alarmes e eventos que ficam em destaque.Para haver um melhor controle, o perıodo que estademarcado e identificado ao usuario, logo abaixodo slider.

O modulo de visualizacao tambem permite aousuario adicionar anotacoes no grafico, com al-guma observacao que ele inferiu do grafico e queele queira adicionar. Para executar esta funciona-lidade, basta que o usuario clique sobre o local de-sejado e inserir as informacoes necessarias. Estaoperacao e representada por baloes enumeradossobre o grafico. Por fim, funcionalidades basicasde salvar e carregar uma analise estao implemen-tadas na aplicacao, assim como a possibilidade deexportar um relatorio em formato PDF com osgraficos e informacoes geradas, que sera apresen-tada na proxima subsecao.

3.4 Modulo de Relatorio

As evidencias, hipoteses e conclusoes das anali-ses de incidentes geralmente sao disponibilizadasatraves de um documento contendo todos os dadoslevantados pela equipe que realizou a analise. Pen-sando nisso, foi criado o modulo de relatorio, ondeo usuario podera utilizar os dados dos graficos, ta-belas e anotacoes disponibilizados no modulo devisualizacao, alem de possibilitar a insercao de se-coes onde o usuario podera inserir as informacoescomplementares, tais como: equipe de trabalho,evidencias, hipoteses e conclusoes.

A Figura 5 mostra um exemplo de configu-racao de um relatorio de incidente de um vasoseparador. Foram criadas secoes de texto livre,onde foi documentado: a comissao de trabalho,as entrevistas realizadas e as hipoteses levanta-das. Apos estas secoes foram inseridas as anota-coes (Timeline), os graficos (Historico das varia-veis) e a tabela de alarmes e eventos (Evidencias),definidas pela comissao no modulo de visualiza-cao. Para finalizar, foi inserido no relatorio asconclusoes da analise realizada.

Figura 5: Modulo de relatorio do BR-TrendExpert.

Apos a configuracao do relatorio, o usua-rio seleciona a opcao “Gerar Relatorio” e o BR-TrendExpert cria um documento com todos os


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Figura 4: Modulo de visualizacao do BR-TrendExpert.

dados do incidente. Assim, a ferramenta tornapossıvel a construcao de diversas situacoes para avisualizacao e analise dos dados provenientes dediversas fontes de dados em um unico ambiente,alem de possibilitar a elaboracao de um relatoriototalmente customizado. Todas estas facilidadestornam a ferramenta bastante util para esclareceros problemas que ocorrem nas plantas industriais,como podera ser visto no estudo de caso apresen-tado.

4 Estudo de Caso

Com o objetivo de verificar a real viabilidade doBR-TrendExpert, ele foi aplicado em uma situa-cao real, auxiliando no estudo de um incidenteocorrido em um empresa petrolıfera. Assim, esteestudo visava obter hipoteses sobre a causa do in-cidente, alem de validar a aplicacao.

O incidente envolveu dois vasos separadoresbifasicos e ocorreu apos a tentativa de transferiro processo de producao de oleo e gas de um vasopara outro. Nele, apos quase meia hora do inıciodo alinhamento da producao para o segundo vaso,foi verificada uma instabilidade no processo, noqual observava-se que o nıvel estava acima do de-sejado, alem de um aumento de pressao nos dutosde chegada e suposta atuacao do sistema meca-nico de emergencia para pressao alta do primeirovaso.

O cenario sera melhor descrito na subsecao

4.1 que se segue. Na subsecao 4.2 sera descrito oestudo da analise das variaveis de processos e daanalise de alarmes e eventos. E. por fim, na sub-secao 4.3, serao apresentados os resultados desteestudo de caso.

4.1 Descricao do cenario

O incidente ocorreu no ponto de entrada de umaunidade extratora de petroleo, mais precisamenteno sistema de vasos separadores de gas e oleo.Cada vaso reveza a operacao por um perıodo detempo para que os servicos possam ser realizadosno outro vaso. O fluido constituıa uma mistura degas, agua e oleo e ele entra neste sistema afim deseparar estas fases.

A Figura 6 representa o esquema do cenariodo incidente. Cada um dos vasos, identificadospor V-PROD1 e V-PROD2, possuem uma valvulaem suas entradas de forma a interromper o fluxopara aquele vaso. No esquema, estas valvulas saoidentificadas por SDV-01 e SDV-02 e atuam noV-PROD1 e V-PROD2, respectivamente.

Cada vaso tambem possui sensores de nıvel epressao em seus cascos. O sensor de nıvel medequanto do volume do vaso e ocupado pela faselıquida e possui unidade em por cento de com-pletude do vaso, onde 50% e aproximadamente onıvel desejado a ser mantido no tanque. O sen-sor de pressao possui unidade de engenharia emkgf/cm2 e seu valor desejado e mantido em todo


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Figura 6: Esquema do cenario.

de 6, 5kgf/cm2. Os identificadores dos sensoresno esquema sao LI-01 e LI-02 para os sensores denıvel e P1-01 e PI-02 para os sensores de pressao,onde o ultimo dıgito de seus identificadores repre-senta o vaso que estao monitorando, isto e, 1 e 2para V-PROD1 e V-PROD2, respectivamente.

Os vasos possuem duas saıdas cada: uma paraa fase lıquida e uma para a fase gasosa. A saıda degas possui uma valvula, PV-01 para o V-PROD1 ePV-02 para o V-PROD2, que regula a vazao de gasa fim de controlar a pressao do seu vaso. Analoga-mente, a saıda da fase possui uma valvula, LV-01para o V-PROD1 e LV-02 para o V-PROD2, queregula a vazao de lıquido saindo do vaso e permitecontrolar o nıvel do tanque.

Finalmente, cada um dos vasos possui siste-mas de seguranca associados a pressao e nıvel. Oprimeiro, um sistema logico, e ativado quando apressao ultrapassa um limiar de seguranca. Estesistema altera o modo de operacao do vaso a fimde traze-lo de volta a uma condicao segura atu-ando sobre as valvulas de entrada do vaso, a SDV,fechando-a, de saıda do vaso, abrindo a PV e fe-chando a LV, e fechando os demais sistemas quefornecem fluido ao vaso. O sistema e inicializadopelas chaves PSH-01 e PSH-02 para o primeiroe segundo vaso, respectivamente. De forma ana-loga, os vasos tambem possuem chaves de nıvelalto, LSH, que causam o mesmo efeito descritoanteriormente. O segundo e um sistema mecanicode emergencia, mais especificamente uma valvulamecanica, ativado quando a pressao atinge valoresperigosos e permite a saıda de gas a fim de aliviarsua pressao. Os vasos V-PROD1 e V-PROD2 pos-suem as valvulas de emergencia PSV-01 e PSV-02,respectivamente. Quando tal sistema e ativado,por normas da empresa que opera estes equipa-mentos, uma investigacao deve ser realizada. Foiesta ativacao que motivou este estudo de caso.

4.2 Analise utilizando o BR-TrendExpert

Utilizando a ferramenta BR-TrendExpert, umaanalise das variaveis de processo ocorridas duranteo incidente foi efetuada. Para isso, o aplicativo foiconfigurado para analisar as variaveis relaciona-das as pressoes e nıveis dos vasos envolvidos, eexibi-las em graficos separados por tipo de varia-vel. Alem disso, foi configurado para apresentarum histograma de alarmes de todo o sistema paraum perıodo de busca entre 09h30 e 10h40. Destaforma, a fim de facilitar o entendimento da figurareferente a analise exibida doravante, organizou-se os graficos exibidos na aplicacao de forma queas variaveis associadas a pressao estarao sempretracadas no grafico superior e as associadas ao nı-vel do vaso no grafico do meio. O histograma eapresentado no grafico inferior.

Na Figura 7 e apresentado a tela gerada pelaaplicacao. A partir da organizacao citada acima,as variaveis PI-01 e PI-02 foram apresentadas nografico superior e LI-01 e LI-02, os sensores de nı-vel dos tanques foram presentadas no grafico domeio. Na figura, verifica-se o comportamento des-tas variaveis, onde V-PROD1 esta indicado em (1)e V-PROD2 esta indicado em (2). Nela, o processode transferencia de producao pode ser observado,destacando-se o evento de equalizacao de pressoesas 09h34 em torno de 6, 5kgf/cm2, o inıcio do ali-nhamento da producao para V-PROD2 as 09h42e a conclusao da permuta de producao as 09h48.Focando-se agora nos dados referentes apos a otermino da operacao de transferencia, ou seja, nosdados correspondentes a V-PROD2 apos as 09h48,e possıvel perceber que, as 10h04, iniciou-se o au-mento no nıvel do V-PROD2 em decorrencia daestabilizacao da vazao de gas seguido da identifica-cao de queda de sua pressao as 10h10. Neste mo-mento, tambem se observa nıvel alto neste vaso.Este nıvel, atendendo a logica de intertravamentono vaso, acarretou o fechamento da SDV-02, a val-vula na entrada do V-PROD2 e, por consequencia,o aumento da pressao a montante dos vasos, umavez que ambos estavam bloqueados. A elevacaoda pressao nao pode ser percebida nos graficos,mas foi relatada baseada na leitura dos indicado-res de pressao em campo. Vale ressaltar que nestemomento, alheia ao fechamento da SDV-02, pararemediar a situacao presente, a valvula de bypassdo LV-02 foi aberta na tentativa de dar vazao desaıda de oleo do V-PROD2 e a valvula manual doV-PROD1 foi aberta a fim de realinhar a producaopara este vaso.

Em seguida, estudou-se a operacao do V-PROD1 no perıodo em que a producao estava ali-nhada para o V-PROD2 e o instante da parada(trip) da planta, aproximadamente apos as 09h45.Com isso, analisando as variaveis PI-01 e PV-01, epossıvel constatar o declınio na pressao e nıvel dovaso, uma vez que sua valvula de entrada estava


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Figura 7: Analise gerada pelo BR-TrendExpert.

fechada. No entanto, as 10h16, a valvula manualdo V-PROD1 foi aberta na tentativa de aumen-tar a vazao ao fluıdo acumulado a montante dosvasos. Este evento, ocorrido de forma abrupta eobservavel no grafico as 10h17, causou uma pres-sao alta no V-PROD1 acima de 11kgf/cm2 e dosvalores de ativacao do PSH-01, o sistema logicode seguranca associado a pressao que possui set-point de atuacao em 9kgf/cm2. Isso ocasionounao so a atuacao deste sistema, como tambem dis-parou o PSV-01, que libera o gas do vaso em situ-acoes de emergencia quando a pressao ultrapassa10, 9kgf/cm2, desencadeando uma trip da planta.

Este alıvio da PSV-01 zera a vazao de gas doV-PROD1, perceptıvel no momento as 10h21, efaz com que a PV-01 feche para a recuperacaoda pressao neste vaso. Por fim, ao se analisar asvariaveis de processo de ambos os vasos, constata-se a passagem de fluıdo atraves do V-PROD2, as10h21 e o alinhamento da producao para os doisequipamentos ate 10h26, quando a valvula de blo-queio manual de V-PROD2 e fechada e a producaoretorna a ser totalmente alinhada para V-PROD1.

Afim de se obter mais informacoes sobre o in-cidente, realiza-se uma analise cruzando os dadosentre as variaveis de processo e o sistema de alar-mes e eventos, atraves do histograma e do suma-rio. Analisando-se o histograma durante a trip,

nota-se um grande volume de alarmes disparadosnesse perıodo e uma baixa quantia nos momentosantecedentes. Deslizando o slider sobre todo o pe-rıodo analisado, constata-se o aviso de nıvel baixono V-PROD2 as 09h39 seguido do mesmo avisopara o V-PROD1 as 09h47. Tambem percebe-se,as 09h57, houve uma ausencia de notificacoes im-portantes, devido a perda de comunicacao entre osistema de supervisao e o historiamento dos dadosde alarmes e eventos. Apos esta notificacao, nota-se a ausencia de alarmes e eventos no perıodo en-tre 10h03 e 10h17, incluindo a falta de notificacaodo fechamento da SDV-02 as 10h10. Percebe-setambem uma avalanche de alarmes apos o alarmede pressao alta no V-PROD1 as 10h17, incluindotodos os efeitos da atuacao do PSV-01.

4.3 Resultados do Estudo de Caso

De acordo com a analise realizada com o BR-TrendExpert, em conjunto com um engenheiro deautomacao munido do conhecimento do processo,assim como dos relatos do evento e entrevistas pre-viamente efetuadas, foi possıvel inferir algumas hi-poteses sobre a causa.

Apos a analise das variaveis de processo,pode-se afirmar que houve uma sobrepressao noV-PROD1 suficiente para a abertura do PSV-01,


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os valores do PV-02 e PD-02 estavam coerentese operacionais, ocorreu um aumento no nıvel doV-PROD2 e houve um fechamento devido do V-PROD2 por nıvel alto neste vaso. Com a analisede alarmes e eventos, pode-se dizer que houve umfechamento da SDV-01 em decorrencia da sobre-pressao do V-01 e ocorreu uma ausencia de no-tificacoes importantes, incluindo o fechamento daSDV-02, por consequencia da perda de comuni-cacao no perıodo ocorrido. A partir disso, al-gumas hipoteses emergem sobre o incidente e aseguinte sequencia de eventos pode ser inferida:apos o alinhamento da producao de V-PROD1para V-PPROD2, houve um aumento no nıveldeste vaso, causado por uma queda de pressao,interrompendo a vazao jusante do equipamento.Com isso, o sistema de intertravamento deste vasofechou a entrada de fluido, acumulando pres-saoa montante dos equipamentos, uma vez que am-bos estavam bloqueados. Tal ocorrido nao foi ob-servado pela equipe de operacional, que abriu avalvula manual do V-PROD1 com o intuito deaumentar o escoamento do fluido. Este realinha-mento brusco causou a sobrepressao neste vaso,abrindo o PSV-01 e, ultimamente, causando a trip.

5 Conclusao

Uma das principais maneiras de se garantir umamaior seguranca e confiabilidade operacional, e es-tudando as causas de acidentes passados para en-tao poder apresentar solucoes. Diante desta ne-cessidade, foi que a ferramenta apresentada nesteartigo foi construıda.

Como foi exposto, o BR-TrendExpert, e umasolucao pratica e eficiente que atende as necessi-dades que o usuario tem de estudar os dados his-toricos de uma planta industrial em uma mesmaferramenta. Atraves desta aplicacao, e possıvel re-alizar buscas bastante personalizadas, com o usode filtros de pesquisa e integrar informacoes dediversas fontes de dados, de forma a auxiliar naidentificacao das causas dos incidentes. A apli-cacao foca-se, assim, em facilitar a visualizacao einterpretacao das informacoes dos bancos de da-dos de plantas industriais.

Muitas das funcionalidades apresentadas doBR-TrendExpert poderiam ser realizadas em pla-nilhas eletronicas, como o Microsoft Excel R©, atra-ves de macros, tabelas e graficos, no entanto, alemde ser uma tarefa ardua e manual, exigiria um co-nhecimento mais aprofundado por parte do usua-rio de comandos destas planilhas eletronicas. Adi-cionalmente, as diversas funcionalidades ja dispo-nibilizadas na ferramenta automatizam tal pro-cesso e permitem ao operador trabalhar com umvolume muito grande de informacoes provenientesde diversas fontes de dados e cruzar tais informa-coes, o que ja se tornaria inviavel em planilhaseletronicas. Assim, tal aplicacao alem de ser ino-

vadora, atende a uma enorme demanda do setorindustrial, principalmente da industria de petroleoe gas.

6 Agradecimentos

Os autores agradecem ao CENPES-Petrobras, aCAPES pelo suporte financeiro e a UFRN pela in-fraestrutura de suporte ao desenvolvimento destetrabalho.

Referencias

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